Issue des milieux financiers, elle est élevée en Suisse puis au Connecticut. Sa beauté et son intelligence sont tellement précoces encourage par tout les moyens sa vocation théâtrale. À seize ans, elle écrit des poèmes. À 19 ans, elle triomphe à Broadway. L'année suivante Zanuck lui fait signer un contrat exceptionnellement favorable, et elle parait dans " Le retour de Frank James". Sa merveilleuse photogénie de brune aux yeux clairs et aussi un réel talent dramatique lui promettent une carrière flatteuse. Elle est mentionnée aux Oscars pour " Péché mortel "1945.

Preminger lui offre, en 1944, un rôle mémorable dans " Laura ". Mais les chagrins de sa vie privée, un mariage orageux avec le couturier mondain Oleg Cassini, une liaison brisée avec le prince Ali Khan ruinent ces espérances. Après plusieurs séjours dans des maisons de santé, elle revient au cinéma en 1962 à l'appel de Preminger, son ami de toujours.

En 1979, apparemment apaisée, elle publie son autobiographie " Mademoiselle, voulez-vous faire du cinéma ? ". Peu douée pour l'humour " Mankiewicz le lui reprochait " ou pour la fantaisie " elle s'y risque peu, mais y fut agréable ", sa personnalité repose tout entière sur une fascination envoûtante et distante à la fois. Aussi ses meilleurs rôles sont-ils ceux de l'innocence offensée ou meurtrie, appelant la protection et feignant de s'y dérober par une allure un peu farouche, plus juvénile qu'aristocratique. Même dans des emplois sacrifiés " Les Forbans de la nuit, par ex, ", elle est émouvante par sa seule présence. On ne peut parler que sur le mode d'une nostalgie énigmatique de celle qui reste inoubliable, pour avoir, jamais morbide " et parfois fulgurante dans ses élans ", Incarné cette nostalgie dans Le ciel peu attendre, Le Gaucho, Le mystérieux Docteur Korvo et bien sûr, dans Laura, le chef d'œuvre auquel son nom est indissolublement lié.

Le 11 Juillet 1960 à Houston elle épouse le magnat du pétrole texan W. Howard Lee (divorcé de Hedy Lamarr). Sa vie à Houston est paisible et calme, elle s'occupe d'oeuvres de charité et son rôle préféré est celui d'être grand-mère. Gene Tierney est morte d'un emphysème le 6 novembre 1991 et inhumée au Glenwood Cemetery de Houston (Texas) au côté de son dernier époux.